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用核磁共振谱和差热分析研究水玻璃改性机制

铸造技术 2008年第7期29卷 880-883页

作者：许进湛江广播电视大学广东湛江524003

利用核磁共振谱(13C NMR)探查改性水玻璃凝胶胶粒,发现1#改性树脂中的羰基与水玻璃中的硅羟基之间通过氢键键合,将改性树脂束缚在聚硅酸胶粒表面,限制胶粒长大,从而细化水玻璃的凝胶胶粒,提高粘结强度。差热分析证明,普通水玻璃和改性... 详细信息

利用核磁共振谱(13C NMR)探查改性水玻璃凝胶胶粒,发现1#改性树脂中的羰基与水玻璃中的硅羟基之间通过氢键键合,将改性树脂束缚在聚硅酸胶粒表面,限制胶粒长大,从而细化水玻璃的凝胶胶粒,提高粘结强度。差热分析证明,普通水玻璃和改性水玻璃既有相同的吸、放热峰,又有明显的不同之处.说明由于改性树脂和改性助剂的加入,已使改性水玻璃的组成发生了明显的变化。

关键词：水玻璃改性机制核磁共振谱差热分析

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木钙对固井水泥宏细观性能调控及其改性机制

木钙对固井水泥宏细观性能调控及其改性机制

作者：王鑫重庆大学

学位级别：硕士

采动区地面井煤层气抽采工程中,煤层的回采会对覆岩产生较大的扰动,进而导致地面井变形破坏,不能有效发挥地面井的抽采效能。固井技术能够有效提高采动作用下地面井的抗扰动能力,固井水泥作为影响地面井固井质量的关键因素,需满足固结... 详细信息

采动区地面井煤层气抽采工程中,煤层的回采会对覆岩产生较大的扰动,进而导致地面井变形破坏,不能有效发挥地面井的抽采效能。固井技术能够有效提高采动作用下地面井的抗扰动能力,固井水泥作为影响地面井固井质量的关键因素,需满足固结后良好的密实性及抗扰动性能。通过添加木质素磺酸钙提高水泥石性能是改善固井效果的有效途径。本文遵循“水分迁移行为—孔隙演化特征—力学变化特性”的思路,针对改性水泥浆体水化反应演变特征、改性水泥石孔隙结构演变特征以及改性水泥石变形破坏特征三个关键科学问题开展了深入的研究,旨在揭示木质素磺酸钙对固井水泥宏细观性能调控及其改性机制,以期为保障地面井完整性,延长煤层气地面井寿命,安全高效抽采煤层气提供有力支撑。主要研究结论如下:(1)明确了改性水泥水化反应演变行为:水泥水化反应过程中存在结合水、填充水、自由水三种形式。木质素磺酸钙质量分数的增加促进了自由水和结合水的转化。水泥水化可以分为溶解阶段、结晶阶段、加速阶段和衰退阶段四个阶段。木质素磺酸钙的引气作用和电性斥力作用分别在溶解阶段和结晶阶段起主导作用,进而促进了自由水的生成,显著提高了水泥的流动性。(2)揭示了改性水泥石孔隙结构演化特征:适量木质素磺酸钙的加入能够减小水泥石的孔隙率,增大水泥试样小孔和中孔的占比,导致水泥石具有较好的封堵能力。过量木质素磺酸钙的加入则会增大水泥石的孔隙率,致使大孔的占比增高,导致水泥石具有较高的渗透能力。随着木质素磺酸钙的加入,水泥石孔隙结构表现出渗透主导→封堵主导→渗透主导的形式。(3)阐明了扰动作用下改性水泥石变形破坏特性:水泥石的纵波波速和峰值应力随木质素磺酸钙质量分数的增加呈现出先增加后降低的变化趋势,而水泥石声发射总振铃计数的变化与之相反。随着循环梯级的增加,水泥石的变形模量呈现出强化现象。随着木质素磺酸钙的加入,水泥石的破坏模式呈现出拉伸主导→剪切主导→拉伸主导的拉剪组合破坏模式,破碎水泥石的分形维数呈现出先减小后增大的变化趋势。(4)揭示了木质素磺酸钙对固井水泥的改性机制:适量木质素磺酸钙的加入会促进水泥石中钙矾石的大量生成,沉淀在水泥颗粒表面相互交织,可显著提高水泥石的抗扰动能力。而木质素磺酸钙过量加入时,木质素磺酸钙的引气作用和电性相斥作用在水化过程中占据主导作用,会引入较多气泡,导致水泥颗粒之间大量孔隙的产生,同时抑制了钙矾石的生成,对水泥石的抗扰动性能造成消极影响。研究成果为木质素磺酸钙改性固井水泥在采动区地面井固井中的应用奠定了基础和安全高效抽采煤层气提供了有力支撑。

关键词：木质素磺酸钙固井水泥水泥水化孔隙结构变形破坏改性机制

明胶碳基梯度框架结构的设计制备及其碱金属负极改性机制研究

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明胶碳基梯度框架结构的设计制备及其碱金属负极改性机制研究

作者：曹玮珊北京化工大学

学位级别：硕士

随着电能领域的进一步飞速发展,即便是目前应用最广泛、性能相对较好的锂离子二次电池,受到其自身电极材料以及储能机制的限制,也逐渐不能够满足对快充、寿命以及能量密度等方面日益增长的需求。因此开发出下一代高效储能器件已经迫在... 详细信息

随着电能领域的进一步飞速发展,即便是目前应用最广泛、性能相对较好的锂离子二次电池,受到其自身电极材料以及储能机制的限制,也逐渐不能够满足对快充、寿命以及能量密度等方面日益增长的需求。因此开发出下一代高效储能器件已经迫在眉睫。其中碱金属电池因其高容量与能量密度以及低电极电势,受到研究者的广泛关注,然而金属电池的枝晶生长问题给器件带来了严重的安全性隐患以及性能寿命受限等后果,因此亟需设计出一种有效的方法以避免这一问题。目前研究表明,设计一种三维基体框架是制备无枝晶高性能碱金属负极的有效策略。然而由于电场分布和离子/电子通量分布的不均匀,碱金属仍然会倾向于在靠近隔膜一侧优先聚集。针对这一现状,本论文提出了三维梯度框架结构的设计方案,首先利用硫酸盐来调控明胶碳纤维的内部孔结构分布以及杂原子掺杂情况,接着引入掺入锂离子的羟基磷灰石作为支撑纤维,利用两种纤维在溶液中的不同分散性实现所得框架结构中碳纤维的纵向梯度分布。该框架结合了两种纤维导电子与导金属离子的特性,同时具有自上而下逐渐增加的亲金属位点和孔隙率,将其作为锂金属负极改性基体,能够有效地诱导锂定向均匀沉积,抑制枝晶的生长,因此其可以表现出良好的电化学性能,组装的对称电池在低过电位下可以保持超过2000小时的稳定循环,即使在10 m Ah cm-2的大容量下也能稳定工作,全电池在2 C条件下可以稳定循环超过1600圈。此外,独特的三维连续网络结构和阻燃特性使改性的锂金属负极表现出良好的安全性能。此外,本论文还利用钼酸铵与亚硒酸钠助剂来调控静电纺丝得到的明胶碳纤维的结构与形貌,通过热解碳化的方法制备得到了一种具备自支撑性质的多重梯度碳三维框架材料（Gra-GC-Mo Se2）,其仅需调控纺丝原液中亚硒酸钠的不同添加量即可实现在热解过程中纤维内部原位生成的Mo Se2的浓度梯度分布,同时材料在孔隙率、电导率以及化学组成上均呈现出梯度分布。将本材料作为钠金属负极改性基体可以实现对钠沉积的高效调节,交联的三维网络和多孔结构确保了离子/电子的快速传输,有效缓解了钠离子沉积/剥离过程诱发的体积膨胀问题。梯度结构有效地诱导钠在梯度框架底部即远离隔膜一侧优先沉积,避免表面枝晶生长问题,且具有良好的结构稳定性和可逆性。因此组装的半电池可实现超过800次的稳定循环和高库仑效率（99.8%）。在对称电池中,它可表现出在低过电位下超过2000小时的长循环寿命,即使在10 m Ah cm-2的大容量下也能够稳定运行。将其组装成为的全电池表现出出色的循环性能。

关键词：梯度框架结构碱金属电池负极改性明胶碳改性机制

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钠离子电池钴基正极材料的掺杂改性机制

钠离子电池钴基正极材料的掺杂改性机制

作者：马秋菊上海工程技术大学

学位级别：硕士

随着环境污染和化石能源匮乏等问题的出现,发展高效的储能系统变得尤为重要。其中电化学储能技术在储能领域中占有不可替代的地位。锂离子电池是电化学储能商业化最为成功的例子。随着锂价格不断攀升,人们尤为迫切地需要研发出替代锂离... 详细信息

随着环境污染和化石能源匮乏等问题的出现,发展高效的储能系统变得尤为重要。其中电化学储能技术在储能领域中占有不可替代的地位。锂离子电池是电化学储能商业化最为成功的例子。随着锂价格不断攀升,人们尤为迫切地需要研发出替代锂离子电池的新型低成本电池。由于钠离子电池工作原理与锂离子电池相似且钠元素储量大价格低等因素而成为人们心中的最佳选择。人们可以借鉴锂离子电池成熟的研发经验,加快钠离子电池研发和产业化步伐。正极材料是钠离子电池研究的核心内容之一。在众多的钠离子电池材料中,层状结构的正极材料以其倍率性能好、比容量较高、结构简单和容易合成等优点得到科研工作者广泛关注。近年来,随着计算机技术和量子力学理论的发展,理论模拟计算成为材料研究中不可或缺的一部分。第一性原理模拟计算不但能很好的解释实验中发生的现象和弥补实验表征中不足,还能为材料优化提供可行方案,也为新材料的筛选以及性能预测提供有效地指导,很大程度上缩短研发周期和节省实验成本。Na离子和空位的排序是阻碍P2型层状材料发展的重要问题之一,造成电池循环性能不佳(特别是在高倍率下)等的问题。具有层状结构特征的P2-NaCoO也同样面临着此问题,离子掺杂是解决Na和空位排序有效策略之一。P2-NaCoO材料的离子掺杂改性,多集中于一种或多种过渡金属在Co位掺杂。近年来,在Na位离子掺杂也得到了发展。Ca离子掺杂在P2-NaCoO中Na离子层位置已在实验上成功合成,并表现出良好的循环性能,但对其机理的解释有所欠缺。鉴于Ca离子掺杂的有效性,有必要揭示Ca掺杂的作用机制,故我们做了如下研究:我们采用第一性原理的方法,研究了Ca离子对P2-NaCoO中的钴氧层内原子和电子结构间的作用。计算结果表明,Ca离子在CoO八面体共边的三棱柱中心位置(Na2)占据时,嵌入能最大,最稳定,与实验结果一致。根据在CoO层间的Na2位置嵌入一个Ca和一个Na的两种结构,Ca-CoO之间的作用要强于Na-CoO,强的相互作用,使CoO层间只含一个Ca结构的层间距比只含Na的小0.12(?),Ca-O的键长比Na-O键小0.06(?)。借助于CoO层间两个Na以及一个Na和一个Ca的结构,Ca-Na强于Na-Na的库仑排斥力,使Na离子很难靠近占据Ca离子周围位置稳定存在,Na离子却可以靠近Na离子占据。我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Ca离子掺杂对电池电化学性能的影响。通过构造P2-NaCoO和P2-NaCaCoO的初始结构,及该结构脱钠过程的分析,解释了Ca掺杂对材料的作用机理。计算结果表明,随着Na含量的变化,P2-NaCaCoO的形成能虽高于P2-NaCoO,但其形成能曲线变化平缓。P2-NaCaCoO的晶胞体积,钴氧层间距和厚度随Na含量变化的曲线都具有波动幅度小,趋势平缓的特征,这也就说明了Ca能使材料的稳定性更好。在放电电压曲线中,P2-NaCaCoO有更高更平缓的电压曲线(Co的价态小于3.78)。分子动力学计算表明,Ca离子能够明显抑制Na1与Na2的占据比值的剧烈变化。Ca离子也就抑制了Na离子和空位的排序,使材料表现出更好的循环稳定性。

关键词：钠离子电池第一性原理正极材料钴基层状氧化物改性机制

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改性机制砂配制预拌抗裂砂浆技术研究及应用

河南建材 2017年第4期 9-10页

作者：杨艺鸿厦门集三建设集团有限公司 361000

改性机制砂配制预拌抗裂砂浆技术不仅促进了资源的有效利用,而且对保护环境起到了一定的积极作用。这里介绍了通过预拌抗裂砂浆的概念,详细阐述了预拌抗裂砂浆的技术,提出了预拌抗裂砂浆应用存在的问题及解决措施,希望对促进建筑行业的... 详细信息

改性机制砂配制预拌抗裂砂浆技术不仅促进了资源的有效利用,而且对保护环境起到了一定的积极作用。这里介绍了通过预拌抗裂砂浆的概念,详细阐述了预拌抗裂砂浆的技术,提出了预拌抗裂砂浆应用存在的问题及解决措施,希望对促进建筑行业的节能减排作出积极贡献。

关键词：改性机制预拌抗裂砂浆研究及应用

微波调谐铈钇共掺Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的改性机制研究

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纳米科技 2014年第5期11卷 29-36页

作者：廖家轩王思哲尉旭波徐自强汪澎电子科技大学电子科学技术研究院四川成都611731

用改进的溶胶一凝胶法制备光滑致密的预晶化铈（Ce）和锰（Mn）共掺钛酸锶钡（CeMn—SST）薄膜。电容－电压曲线表明，随着薄膜厚度的增加，综合介电性能大幅度改善，8层薄膜显示介电常数约为1300、低于0．007介电损耗、高于58％调谐率... 详细信息

用改进的溶胶一凝胶法制备光滑致密的预晶化铈（Ce）和锰（Mn）共掺钛酸锶钡（CeMn—SST）薄膜。电容－电压曲线表明，随着薄膜厚度的增加，综合介电性能大幅度改善，8层薄膜显示介电常数约为1300、低于0．007介电损耗、高于58％调谐率及接近180优质因子等优化介电性能，为主要沿（1101晶面层状生长的钙钛矿结构。

关键词： BST薄膜铈和锰共掺杂介电调谐性能改性机制溶胶-凝胶法

磷石膏改性机制及其在超硫酸盐水泥中的应用进展

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混凝土世界 2019年第9期 60-66页

作者：欧阳嘉艺刘数华武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

为积极应对气候变化,实现水泥混凝土绿色低碳、可持续发展,提高工业废弃物利用率、降低水泥用量和混凝土能耗成为混凝土行业发展的新方向。超硫酸盐水泥在绿色低碳方面具有显著优势,而磷石膏作为排放量大、利用率低、污染较严重的工业... 详细信息

为积极应对气候变化,实现水泥混凝土绿色低碳、可持续发展,提高工业废弃物利用率、降低水泥用量和混凝土能耗成为混凝土行业发展的新方向。超硫酸盐水泥在绿色低碳方面具有显著优势,而磷石膏作为排放量大、利用率低、污染较严重的工业废弃物之一,应用于超硫酸盐水泥中可较好实现其资源化利用。本文总结磷石膏的研究现状,分析磷石膏的应用缺陷,比较主要改性处理方式的优劣,评价其适用性,并研究对磷石膏进行煅烧改性处理应用于超硫酸盐水泥的作用机理及预期效果。

关键词：超硫酸盐水泥磷石膏改性机制低碳发展

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天然淀粉改性机制及应用概述

化工设计通讯 2021年第7期47卷 165-166页

作者：陈严双西北民族大学甘肃兰州730071

随着环保理念不断深入人心,以天然淀粉为原料生产的各类产品越来越受到大众欢迎。淀粉作为除纤维以外最大的可再生资源,也成为近年来研究的主要对象。基于改性天然淀粉的广泛应用,概述了天然淀粉主要的改性机制:物理改性、化学改性、复... 详细信息

随着环保理念不断深入人心,以天然淀粉为原料生产的各类产品越来越受到大众欢迎。淀粉作为除纤维以外最大的可再生资源,也成为近年来研究的主要对象。基于改性天然淀粉的广泛应用,概述了天然淀粉主要的改性机制:物理改性、化学改性、复合改性以及生物酶改性,并对改性天然淀粉在食品、医药、黏合剂、造纸等行业的应用进行了阐述和展望。

关键词：天然淀粉改性机制应用研究进展

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介孔硅藻改性沥青机制与改性沥青性能

复合材料学报 2017年第9期34卷 2047-2052页

作者：罗顺杰陈南春谭波吴聪陈其龙桂林理工大学材料科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林541004

以介孔硅藻为改性剂改性制备了不同掺量的介孔硅改性沥青,通过IR、SEM、OM对其改性过程及其改性机制进行了微观分析,并根据IR、SEM以及沥青四组分的分析结果绘制出改性过程模型图,利用TG及针入度、软化点、延度等测试方法对不同掺量介... 详细信息

以介孔硅藻为改性剂改性制备了不同掺量的介孔硅改性沥青,通过IR、SEM、OM对其改性过程及其改性机制进行了微观分析,并根据IR、SEM以及沥青四组分的分析结果绘制出改性过程模型图,利用TG及针入度、软化点、延度等测试方法对不同掺量介孔硅改性沥青与原质沥青的相关性能进行了比较。结果表明:介孔硅改性沥青的过程没有明显的化学变化,主要为介孔硅物理吸附沥青的过程,介孔硅由于多孔、比表面积大的特性更易吸收沥青中流动性强、分子量小的溶剂组分(饱和组分及芳香组分)到其内部孔隙和周围,它们在温度降低时冷凝硬化与介孔硅相互固定形成均匀稳定的整体,这是介孔硅改性沥青高温性能提高的主要原因;介孔硅藻的掺量与改性沥青性能并不呈正相关,改性沥青的温度敏感性和低温性能会随着掺量的增加而变差,介孔硅质量分数为13%时,介孔硅改性沥青的综合性能相对较好。

关键词：介孔硅藻沥青改性机制掺量性能